E. D. Mytsa, M. A. Pobedinskaya, L. Yu. Kokaeva, S. N. Elansky
Η καθυστερημένη μόλυνση πατάτας και ντομάτας, που προκαλείται από έναν οργανισμό που μοιάζει με μανιτάρια, το oomycete Phytophthora infestans (Mont) de Bary, είναι διαδεδομένη σχεδόν σε όλες τις περιοχές του κόσμου όπου καλλιεργούνται αυτές οι καλλιέργειες. Υπό επιφυτωτικές συνθήκες, η απώλεια της παραγωγής πατάτας από την όψιμη μόλυνση μπορεί να φτάσει το 10-30% ή περισσότερο, και αυτή της ντομάτας, έως και 100% (Ivanyuk et al., 2005).
Μία από τις κύριες πηγές πρωτογενούς εμβολιασμού του Ph. μολύνσεις, που οδηγούν σε μόλυνση των φυτών, είναι αναπαραγωγικές δομές ηρεμίας με παχιά τοιχώματα - ωοσπόρια. Τα υβριδικά ωοσπόρια, που σχηματίστηκαν ως αποτέλεσμα της διασταύρωσης γενετικά διαφορετικών γονικών στελεχών, συμβάλλουν στην αύξηση της γονότυπης ποικιλομορφίας στον πληθυσμό, με αποτέλεσμα να επιταχυνθεί η διαδικασία προσαρμογής των στελεχών σε νέες ποικιλίες και εφαρμοσμένα μυκητοκτόνα. Σχηματισμός ωοσπορίων Ph. μολύνσεις στο πεδίο σημειώθηκαν σε πολλές χώρες του κόσμου: Ρωσία (Smirnov et al., 2003), Νορβηγία (Hermansen et al., 2002), Σουηδία (Strцmberg et al., 2001), Κάτω Χώρες (Kessel et al. , 2002) και άλλες περιοχές. Υπάρχουν ενδείξεις ότι τα ωοσπόρια του αιτιολογικού παράγοντα της όψιμης φλεγμονής μπορούν να επιβιώσουν για περισσότερο από 2 χρόνια στο έδαφος σε βιώσιμη κατάσταση (Hermansen et al., 2002; Bшdker et al., 2006) και να προκαλέσουν μόλυνση των φυτών μετά το χειμώνα (Lehtinen et al., 2002 · Ulanova et al., 2010).
Σήμερα, η κύρια μέθοδος καταπολέμησης της όψιμης φλεγμονής είναι η χημική προστασία, η οποία συνίσταται στην επεξεργασία των φυτεύσεων με μυκητοκτόνα σκευάσματα. Πολλές χημικές ουσίες που χρησιμοποιούνται για την προστασία της πατάτας και της ντομάτας από την όψιμη μόλυνση έχουν ισχυρή ανασταλτική επίδραση στο σχηματισμό ωοσπορίων (Kessel et al., 2002; Kuznetsov, 2013). Ωστόσο, άλλα φάρμακα χρησιμοποιούνται ευρέως σε πατάτες που δεν επηρεάζουν άμεσα το Ph. μολύνσεις και η επίδρασή τους στον σχηματισμό ωοσπορίων είναι άγνωστη. Ως εκ τούτου, ο σκοπός αυτής της εργασίας ήταν να μελετήσει την επίδραση στο σχηματισμό ωοσπορίων ορισμένων φαρμάκων που χρησιμοποιούνται ευρέως στις πατάτες, αλλά δεν έχουν καταγραφεί κατά της όψιμης φλεγμονής.
Χρησιμοποιήσαμε 9 Ph. προσβολές διαφορετικών τύπων ζευγαρώματος, απομονωμένες από εμάς από μολυσμένα φύλλα πατάτας στη Μόσχα, το Λένινγκραντ, τις περιοχές Ριαζάν. Για τη μελέτη της επίδρασης στην ανάπτυξη του μυκηλίου και το σχηματισμό ωοσπορίων, χρησιμοποιήθηκαν τα ακόλουθα φάρμακα: μυκητοκτόνα Maxim (ενεργό συστατικό φλουδιοξονίλη από την κατηγορία φαινυλοπυρρόλων) και Skor (διφενοκοναζόλη, τριαζόλες), εντομοκτόνα Aktara (θειαμεθοξάμη, νεονικοτινοειδή) και Tanrek (ιμιδακλοπρίδη, νεονικοτριβιδινοειδή), ερβικοτριβιδίνη, τριαζίνες). Όλα τα φυτοφάρμακα είναι καταχωρημένα στον "Κρατικό κατάλογο φυτοφαρμάκων και αγροχημικών" για το 2014. Για να μελετηθεί η επίδραση της συγκέντρωσης φυτοφαρμάκων στην ανάπτυξη αποικιών ομοκυττάρων, κάθε στέλεχος εμβολιάστηκε με ένα μπλοκ άγαρ στο κέντρο ενός πιάτου Petri με ένα πυκνό πλιγούρι βρώμης Μεσαίο. Το υπό δοκιμή φυτοφάρμακο προστέθηκε προκαταρκτικά στο μέσο σε συγκεντρώσεις 0.1, 1.0, 10.0 και 100.0 mg / L (ως προς το δραστικό συστατικό - DV). Ως έλεγχος, χρησιμοποιήσαμε ένα μέσο χωρίς προσθήκη φυτοφαρμάκων. Τα εμβόλια επωάστηκαν στους 18 ° C για 12-15 ημέρες έως ότου η διάμετρος της αποικίας του ελέγχου χωρίς φυτοφάρμακα ήταν 70-80% της διαμέτρου του πιάτου Petri, μετά την οποία η διάμετρος των αποικιών στις παραλλαγές ελέγχου και πειράματος ήταν μετρημένος.
Τα πειράματα πραγματοποιήθηκαν σε 3 επαναλήψεις. Η μελέτη σχηματισμού οσπόρου πραγματοποιήθηκε σε μέσο βρώμης βρώμης (30 ml σε δίσκο Petri) με την προσθήκη μυκητοκτόνου σε συγκεντρώσεις 0.1, 1.0, 10.0 και 100.0 mg / L και σε μέσο χωρίς μυκητοκτόνο (έλεγχος). Για αυτό, μπλοκ άγαρ με απομονωμένα είδη Α1 και Α2 τοποθετήθηκαν ανά δύο στην επιφάνεια του θρεπτικού μέσου σε απόσταση 5 cm το ένα από το άλλο. Τα εμβόλια επωάστηκαν στο βέλτιστο ph για ανάπτυξη. Παρασιτώνονται σε θερμοκρασία 18 ° C για 20 ημέρες. Μετά την καλλιέργεια, το θρεπτικό μέσο με σπόρια επαναιωρήθηκε με μίξερ σε 30 ml απεσταγμένου νερού και παρασκευάστηκαν παρασκευάσματα για μικροσκόπηση από το προκύπτον εναιώρημα. Σε κάθε παραλλαγή, εξετάστηκαν 180 οπτικά πεδία (3 επαναλήψεις, 60 οπτικά πεδία). Στη συνέχεια, η συγκέντρωση των οσπορίων υπολογίστηκε εκ νέου (τεμ / μl μέσου).
Επίδραση των φυτοφαρμάκων στην ανάπτυξη της ακτινικής αποικίας. Η διφενοκοναζόλη, η θειαμεθοξάμη και η ιμιδακλοπρίδη δεν είχαν στατιστικά σημαντική επίδραση στην ακτινική ανάπτυξη του Ph. infestans (Πίνακας 1). Το ζιζανιοκτόνο metribuzin προκάλεσε μια μικρή καθυστέρηση ανάπτυξης στην αρχική περίοδο (5-7 ημέρες ανάπτυξης) · ωστόσο, μέχρι τη 10η ημέρα, οι διάμετροι των αποικιών έγιναν παρόμοιες σε μέγεθος. Το Fludioxonil στατιστικά ανέστειλε σημαντικά την ανάπτυξη του Ph. μολύνσεις σε συγκέντρωση στο μέσο άνω των 10 mg / l.
Πίνακας 1
Επίδραση των φυτοφαρμάκων στην ακτινική ανάπτυξη των αποικιών Phytophthora infestans
Μυκητοκτόνος-DV (φάρμακο) | Διάμετρος αποικίας σε διαφορετικές συγκεντρώσεις (mg / L) DW στο μέσο, mm | ||||
0.0 | 0.1 | 1.0 | 10.0 | 100.0 | |
Thiamethoxam (φάρμακο Aktara) | 82 ± 6 | 81 ± 7 (99%) | 82 ± 6 (100%) | 81 ± 6 (99%) | - |
Imidacloprid (Tanrek) | 792 ± 6 | - | 76 9 ± (96%) | 77 8 ± (97%) | 76 ± 5 (96%) |
Fludioxonil (Maxim) | 82 6 ± | - | 74 12 ± (90%) | 56 10 ± (68%) | 46 ± 3 (56%) |
Metribuzin (Zenkor) | 88 12 ± | - | 85 ± 12 (97%) | 86 9 ± (98%) | 80 5 ± (91%) |
Διφενοκοναζόλη (Scor) | 82 7 ± | - | 76 9 ± (93%) | 84 ± 4 (102%) | 81 6 ± (99%) |
Σημείωση. Το σύμβολο "±" ακολουθείται από το διάστημα εμπιστοσύνης για ένα επίπεδο σημασίας 0.05. Οι τιμές στις παρενθέσεις εκφράζουν την αναλογία της διαμέτρου της αποικίας στην πειραματική παραλλαγή προς εκείνη στον έλεγχο χωρίς φυτοφάρμακα. Το σύμβολο "-" σημαίνει ότι δεν έχει διεξαχθεί έρευνα.
Πίνακας 2
Η επίδραση των φυτοφαρμάκων στο σχηματισμό ωοσπορίων Phytophthora infestans σε περιβάλλον άγαρ
Μυκητοκτόνος-DV (φάρμακο) | Ο αριθμός των ωοσπορίων στο μέσο σε διαφορετικές συγκεντρώσεις (mg / l) DV, τεμ / μl | ||||
0.0 | 0.1 | 1.0 | 10.0 | 100.0 | |
Thiamethoxam (φάρμακο Aktara) | 79.6 ± 3.6 | 79.8 ± 3.8 (100%) | 79.1 3.9 ± (100%) | 71.4 ± 3.7 (90%) | - |
Imidacloprid (Tanrek) | 79.6 ± 3.6 | - | 70.0 ± 3.4 (88%) | 66.0 ± 3.1 (83%) | 35.8 ± 2.8 (45%) |
Fludioxonil (Maxim) | 112.7 ± 6.9 | - | 98.4 ± 8.6 (87%) | 73.6 ± 5.4 (65%) | 42.3 ± 3.7 (36%) |
Metribuzin (Zenkor) | 135.0 ± 9.5 | - | 103.0 ± 9.8 (70%) | 118.2 9.3 ± (88%) | 74.8 ± 8.1 (55%) |
Διφενοκοναζόλη (Scor) | 79.6 ± 3.6 | 72.5 ± 3.6 (91%) | 82.2 ± 3.7 (103%) | 54.9 ± 2.8 (69%) | 35.8 ± 2.3 (45%) |
Μελέτη της επίδρασης των φυτοφαρμάκων στο σχηματισμό ωοσπορίων Ph. μολύνσεις σε θρεπτικό μέσο. Διαπιστώθηκε ότι στατιστικά σημαντική μείωση του αριθμού των ωοσπορίων σε ορισμένες συγκεντρώσεις προκλήθηκε από όλα τα φάρμακα που μελετήθηκαν (Πίνακας 2). Σε συγκέντρωση της δραστικής ουσίας 1.0 mg / l, όλα τα φυτοφάρμακα, με εξαίρεση τα παρασκευάσματα Aktara και Skor, οδήγησαν σε αισθητή μείωση της ποσότητας των σχηματισμένων ωοσπορίων (κατά 12-24% σε σύγκριση με τον έλεγχο). Μια περαιτέρω αύξηση της συγκέντρωσης των δραστικών ουσιών στο μέσο οδήγησε σε αύξηση του ανασταλτικού αποτελέσματος. Παρασκευάσματα βασισμένα στη θειαμεθοξάμη και τη διφενοκοναζόλη προκάλεσαν στατιστικά σημαντική μείωση του αριθμού των ωοσπορίων όταν η συγκέντρωση της δραστικής ουσίας στο μέσο ήταν μεγαλύτερη από 10 mg / l.
Συζήτηση και συμπέρασμα. Η μελέτη της επίδρασης των φυτοφαρμάκων που δεν καταγράφηκαν έναντι της όψιμης μόλυνσης της πατάτας στην ακτινική ανάπτυξη του μυκηλίου έδειξε, όπως ήταν αναμενόμενο, μια ασθενή καταστολή της ανάπτυξης (φλουδιοξονίλη) ή καμία επίδραση στην ανάπτυξη (άλλα φυτοφάρμακα που μελετήθηκαν).
Πίνακας 3. Συγκεντρώσεις δραστικών ουσιών στο υγρό εργασίας
Παρασκευή (μυκητοκτόνο-DV) | Χρησιμοποιείται στο έργο της συγκέντρωσης DV στο θρεπτικό μέσο, mg / l | Συγκέντρωση DW στο υγρό εργασίας κατά την επεξεργασία πατάτας, mg / l |
---|---|---|
Aktara (θειαμεθοξάμη) | 0.1, 1, 10 | 37-75 * |
Tanrek (imidacloprid) | 1, 10, 100 | 50-100 |
Maxim (φλουδιοξονίλη) | 1, 10, 100 | 1000 |
Zenkor (metribuzin) | 1, 10, 100 | 1630-4900 |
Scor (διφενοκοναζόλη) | 0.1, 1, 10, 100 | 188-625 |
* Οι τιμές παρουσιάζονται σύμφωνα με τον "Κρατικό κατάλογο φυτοφαρμάκων και αγροχημικών" για το 2014.
Όλα τα φυτοφάρμακα που μελετήθηκαν προκάλεσαν μείωση του σχηματισμού ωοσπορίων στο θρεπτικό μέσο. Οι ελεγχόμενες συγκεντρώσεις φυτοφαρμάκων στο μέσο ήταν χαμηλότερες ή αντιστοιχούσαν περίπου (για ιμιδακλοπρίδη) στις επιτρεπόμενες συγκεντρώσεις στο υγρό εργασίας (Πίνακας 3). Στα πειράματά μας, η καταστολή του σχηματισμού ωοσπορίων αυξήθηκε καθώς αυξήθηκε η δόση του φαρμάκου, γεγονός που υποδηλώνει αύξηση του αποτελέσματος κατά την επαφή με ένα πιο συμπυκνωμένο υγρό εργασίας. Η διφενοκοναζόλη προκάλεσε σημαντική μείωση της συγκέντρωσης ωοσπορίων όχι μόνο σε πειράματα σε θρεπτικό μέσο, αλλά και σε δοκιμές σε κομμένα φύλλα πατάτας τοποθετημένα σε υγρό που περιέχει μυκητοκτόνο. Έτσι, στην ποικιλία Vektar της Λευκορωσίας, παρατηρήθηκαν 32 οσπόρια ανά 1 mm2 επιφάνειας φύλλου στον έλεγχο, σε συγκέντρωση διφενοκοναζόλης σε νερό 10 mg / l - 24, και σε 100 mg / l - 12 οσπόρια / mm2. Η διαφορά στις συγκεντρώσεις των οσπορίων στα 100 mg / l του μυκητοκτόνου και στον έλεγχο είναι στατιστικά σημαντική (Elansky, Mytsa, αδημοσίευτη).
Τα φυτοφάρμακα μπορούν να επηρεάσουν ένα ευρύ φάσμα διαδικασιών στα κύτταρα των μυκήτων. Στη βιβλιογραφία, δεν μπορέσαμε να βρούμε πληροφορίες που εξηγούν σε κάποιο βαθμό την πιθανή επίδραση των φαρμάκων που μελετήθηκαν στον σχηματισμό ωοσπορίων. Ας προσπαθήσουμε να κάνουμε κάποιες υποθέσεις σχετικά με τη δράση της διφενοκοναζόλης. Ο μηχανισμός της μυκητοκτόνου δράσης του είναι η αναστολή του ενζύμου C14-διμεθυλάση, το οποίο παίζει βασικό ρόλο στη βιοσύνθεση της στερόλης. Οι στερόλες συντίθενται από μύκητες, φυτά και άλλους οργανισμούς και αποτελούν μέρος των κυτταρικών μεμβρανών τους. Οι ωομύκητες του γένους Phytophthora, απουσία στερολών, είναι ικανοί μόνο για βλαστική ανάπτυξη · ο σχηματισμός ωοσπορίων καταστέλλεται εντελώς (Elliott et al., 1966).
Οι ωομυκητές δεν είναι σε θέση να συνθέσουν στερόλες από μόνες τους. ενσωματώνουν στις μεμβράνες τους τις στερόλες που λαμβάνονται από το φυτό ξενιστή, τροποποιώντας τις. Στο πείραμά μας, χρησιμοποιήσαμε μέσο άγαρ βρώμης πλούσιο σε sit-σιτοστερόλη και ισοφουκοστερόλη (Knights, 1965), δηλαδή ουσίες που διεγείρουν το σχηματισμό ωοσπορίων. Είναι πιθανό ότι η διφενοκοναζόλη αναστέλλει το έργο των ενζύμων που εμπλέκονται στην τροποποίηση ή χρήση των ενώσεων στερόλης που λαμβάνονται από φυτά. Αυτό μπορεί, με τη σειρά του, να μειώσει την ένταση του σχηματισμού ωοσπορίου.
Σε χαμηλές συγκεντρώσεις, όπως φαίνεται στην εργασία μας, η διφενοκοναζόλη είχε ασθενή διεγερτική επίδραση στην ανάπτυξη του μυκηλίου και στο σχηματισμό ωοσπορίων.
Η καταστολή του σχηματισμού ωοσπορίων στο θρεπτικό μέσο έχει αποδειχθεί προηγουμένως για μυκητοκτόνα κατά της φυτοφθόρας. Έτσι, στο έργο των Kessel et al. (2002) ερεύνησαν περισσότερα από 10 εμπορικά φάρμακα για τα αντιφθοροειδή. Η φλουαζινάμη, η διμεθόμορφη και η κυμοξανίλη σε μη θανατηφόρες συγκεντρώσεις κατέστειλαν εντελώς τον σχηματισμό ωοσπορίων σε ένα μέσο άγαρ. το metalaxil, το maneb και το propamocarb έδειξαν μέτρια αποτελεσματικότητα. Το mancozeb και το chlorothalonil δεν είχαν πρακτικά καμία επίδραση στο σχηματισμό ωοσπορίου. Στο έργο του S.A. Kuznetsov (Kuznetsov, 2013), αποδείχθηκε η παρεμπόδιση του σχηματισμού ωοσπορίων σε θρεπτικό μέσο από μη θανατηφόρες συγκεντρώσεις μεταλαξυλίου.
Τα πειράματά μας έδειξαν ότι παρασκευάσματα φυτοφαρμάκων που χρησιμοποιήθηκαν στις πατάτες, τα οποία δεν είχαν καν άμεση ανασταλτική επίδραση στην ανάπτυξη του παθογόνου της όψιμης φλεγμονής, κατέστειλαν τον σχηματισμό ωοσπορίων. Έτσι, η σωστή χημική προστασία της πατάτας με χρήση μυκητοκτόνων, εντομοκτόνων και ζιζανιοκτόνων μειώνει την πιθανότητα σχηματισμού ωοσπορίων στα φύλλα των φυτών.
Αυτή η εργασία υποστηρίχθηκε από το Scienceδρυμα Ρωσικής Επιστήμης (αρ. Έργου 14-50-00029).
Το άρθρο δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Mycology and Phytopathology (τόμος 50, τεύχος 1, 2016).